RU2004991C1 - Способ изготовлени деталей с покрыти ми - Google Patents

Abstract

Использование: в машиностроении дл  изготовлении цилиндрических деталей с покрыти ми. Сущность изобретени : дл  повышени  качества деталь с покрытием обрабатывают со смещением под углом р относительно фазового положени  эксцентриситета подложки Величина угла р рассчитываетс  по зависимости, устанавливающей взаимосв зь между эксцентриситетом подложки, эксцентриситетом готовой детали и дополнительным смещением на последней операции: О о Ъ V arccos(e +е -А1/2 е е . где с - эксцентриситет подложки; с - дополнительное смещение заготовки на последней операции; Л - эксцентриситет готовой детали. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к области машиностроени  и может быть использовано при изготовлении цилиндрических деталей с покрыти ми.

Существуют способы изготовлени  деталей с покрыти ми, которые включают подготовку поверхности детали (подложки) к напылению, нанесение покрмти , последующую финишную обработку. Недостатком указанных способов  вл етс  то, что основное1 внимание удел етс  в них обеспечению физико-механических свойств поверхностного сло , тогда как на эксплуатационные свойства детали вли ет еще и колебание толщины остаточного сло  покрыти , которое может привести к значительному сокращению ресурса работы издели .

Наиболее близким техническим решением (прототипом)  вл етс  способ круглого шлифовани  с адаптивным управлением точностью формы поперечного сечени  детали , согласно которому контролируют эксцентриситет обрабатываемой заготовки и перед шлифованием создают дополнительный эксцентриситет между осью вращени  и центром заготовки, и осуществл ют шлифование в таком виде.

Однако экспериментально установлено , что прочность покрыти  более чем в 10 раз меньше прочности сплошного материала , поэтому обработка покрытий сопровождаетс  незначительными упругими деформаци ми. В результате эффект повышени  производительности устранени  исходного эксцентриситета при известном способе за счет большего съема металла на участках большего радиуса-вектора вследствие увеличени  нат га в системе СПИД и сил резани  тер ет вс кий смысл дл  детали с покрытием, так как и без смещени  можно получить требуемый остаточный эксцентриситет практически за один проход.

Одно из назначений способа - это устранение эксцентриситета, но дл  детали с покрытием полное устранение эксцентриситета на окончательной стадии обработки приведет к колебанию толщины покрыти , которое будет равно удвоенному эксцентриситету подложки, а так как подложку обычно получают после однократного точени , то и колебание толщины остаточного сло  покрыти  будет лежать в пределах 0,1...О,Змм. что значительно сократит долговечность детали (при общей толщине покрыти  0.5...1 мм).

Цель изобретени  достигаетс  тем, что при известном способе изготовлени  деталей с покрыти ми, включающем контроль эксцентриситета подложки, нанесение покрыти  и создание перед обработкой дополнительного смещени , дополнительное смещение задают равным половине величины колебани  остаточного сло  покрыти  под углом р к эксцентриситету подложки, и в

таком положении производ т окончательную обработку до получени  номинального размера, причем угол между дополнительным смещением и эксцентриситетом подложки определ ют по зависимости:

,-««(ЈЈЈ.

где ei - эксцентриситет подложки;

Ј2 - дополнительное смещение заготовки на последней операции;

Д - эксцентриситет готовой детали. На чертеже изображена схема форми- ровани  толщины покрыти  и эксцентриситета готовой детали.

Использование предлагаемого способа изготовлени  деталей с покрыти ми обеспечивает уменьшение колебани  толщины ос- таточного сло  покрыти  при значительном сокращении затрат на изготовление подложки .

Колебание толщины остаточного сло  покрыти  непосредственно зависит от ве- личины смещени  заготовки на последней операции Ј2 :

А Airiax Amln - о . л, iioci - Дост ЈЛост - Ј2 ,

где AScrx АООТ - соответственно максимальна  и минимальна  толщина остаточного сло  покрыти ;

Дзет - колебание толщины покрыти .

Как видно из чертежа, если центр вращени  детали на последней операции Ов будет совпадать с центром поверхности подложки 1 (точка On), в этом случае Ј2 О, тогда после удалени  сло  покрыти  2 колебание толщины остаточного сло  3 будет равно 0. Однако при этом эксцентриситет детали будет равен эксцентриситету подложки ei, Поэтому, чтобы получить качественную деталь необходимы дополнительные затраты на этапе изготовлени  подложки , так как эксцентриситет подложки должен быть равен эксцентриситету готовой детали. В другом случае, когда центр вращени  (точка Ов) совпадает с центром

базовой окружности Об (например, центровые отверсти ) Ј2 - Ј1, получим колебание толщины покрыти , равное удвоенному эксцентриситету подложки (Дзет 2 Ј1 ), а остаточный эксцентриситет готовой детали будет равен 0, Дл  этого варианта изготовлени  детали с покрытием также необходимы дополнительные затраты на изготовление подложки, эксцентриситет подложки не должен превышать половины величины колебани  толщины остаточного сло  покрыти  .

Таким образом, измен   величину и направление смещени  Ј2 , можно управл ть (обеспечивать) сразу двум  параметрами, а именно колебанием толщины остаточного сло  покрыти  Дзет и эксцентриситетом готовой детали Дэ. В общем виде взаимосв зь трех параметров ei, ez, Д можно записать

Д| & + А - 2 Јi EZ cos р. (2) В этом выражении величины Д, ei, & известны, так как  вл ютс  исходными данными , а угол р между дополнительным смещением ez и эксцентриситетом Ј2 находитс  по зависимости:

й+й-Д

р arccos ( )

(3)

2 Ј1 Ј2

Способ изготовлени  деталей с покрыти ми реализуетс  следующим образом.

Перед напылением производ т измерение профил  подложки, определение ее эксцентриситета и фиксацию его фазового положени . После этого нанос т покрытие и на основе исходных данных из формулы рассчитывают дополнительное смещение GI.

Затем по формуле Ј2  г1 рассчитывают дополнительное смещение Ј2. Затем по

-2 -2 л2

формуле р arccos( определ ют угол у между дополнительным смещением Ј2 и эксцентриситетом подложки ei. После этого деталь устанавливают в приспособлении со смещением Ј под углом р к ei и в таком положении производ т окончательную обработку.

Пример. Необходимо изготовить деталь кольцо с плазменно-напыленным бронзовым покрытием ПГ-19М-01, материал подложки - сталь 30.

Исходные данные:

Диаметр детали

с покрытиемd - 76 мм

Толщина остаточного

СЛОЯ ПОКРЫТИЯA-IOK 0,7 ММ

Колебание толщины

покрыти Дзет 0.04 мм

Эксцентриситет готовой

деталиД - 0,04 мм.

Перед напылением измер ют профиль поперечного сечени  подложки на микроскопе УИМ-21, определ ют ее эксцентриси

10

15

тет ei 0,05 мм, фиксируют на детали с помощью рисок его фазового положени . Подложку подготавливают к напылению и нанос т покрытие.

Затем из формулы (1) рассчитывают величину дополнительного смещени  заготовки на последней операции Ј2 :

0|4 002мм

Далее по формуле (3) рассчитывают угол р :

f--(4) arccos(,.5°

2 0,05 0,02 Деталь устанавливают на оправку с регулируемым эксцентриситетом так, чтобы

«л обеспечить (р 49,5° и Ј2 20 мкм. Обработку детали ведут на токарном станке 16К20ФЗ на следующих режимах: скорость резани  V 0.85 м/с; продольна  подача S 0,9 мм/об; глубина резани  t 0,5 м.

25 В результате изготовлени  детали по предлагаемому способу и последующим измерением было получение Дэ 37 мкм - ,037 мм, Дост - 39 мкм - 0,039 мм. Расхождение заданных и полученных значений

Зо можно отнести к погрешности установки детали на оправке.

В то же врем  результаты измерени  другого кольца, которое было изготовлено при тех же исходных данных и на том же

35 оборудовании, но по традиционной технологии с базированием по внутреннему диаметру кольца без дополнительного смещени  показали Дост 104 мкм.

Таким образом, при одинаковом экс40 центриситете подложки Ј1 0,05 мм колебание толщины покрыти  при предложенном способе почти в 3 раза меньше, чем при известных. Дл  того, чтобы изготовить деталь по традиционной технологии с требуе45 мыми точностными показател ми, эксцентриситет подложки должен быть равен 20 мкм, что в 2 раза точнее по сравнению с предлагаемым способом и соответственно менее выгодно.

50

(56) Харламов Ю.А. Обработка резанием деталей с покрыти ми. Технологи  и оборудование обработки металлов резанием: Обзор, информ. ВНИИТЭМР. Вып. 6. М.:

55 1990, с.68, 15ил.

Авторское свидетельство СССР №770754. 1978.

Кудинов В.В. и Иванов В.М. Нанесение плазмой тугоплавких покрытий. М.: Машиностроение . 1981. с.192 .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   СПОС06 ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ С ПОКРЫТИЯМИ, при котором контролируют эксцентриситет подложки, нанос т покрытие и создают перед механической обработкой дополнительное смещение, отличающийс  тем, что дополнительное смещение задают равным половине величины колебани  остаточного сло  покрыти  под углом р к эксцентриситету подложки и в таком положении производ т окончатель049918

   ную обработку до получени  номинального размера, причем угол между дополнительным смещением и эксцентриситетом подложки определ ют по зависимости

   5 М + -Д; 0 (P arccos

   У( 2-FTF2

   где м - эксцентриситет подложки;

   Ј2 - дополнительное смещение заготовки на последней операции; 0 Дэ - эксцентриситет готовой детали.

   J

   М

   аост